用亞硫酸鈉處理含氯廢水的弊端及應對措施

李碩

(萬華化學(寧波)氯堿有限公司，浙江 寧波 315812)

萬華化學(寧波)氯堿有限公司(以下簡稱“萬華氯堿”)作為50萬t/a燒堿的氯堿廠，公司經營范圍包括燒堿(液體)、液氯、鹽酸、次氯酸鈉等。公司生產過程中產生的廢水主要有: 膜裝置化學清洗水、樹脂酸堿再生水、機封冷卻水、裝置檢修排污水、儲罐清洗水等等。因生產流程中涉氯裝置和酸堿再生裝置多，其廢水呈現出含氯廢水多、酸堿性波動大等特點。在三廢處理過程中，經常使用亞硫酸鈉作為還原劑對含氯廢水進行處理。

1 氯堿廠中的含氯廢水

在氯堿廠中，常見的含氯廢水主要有凱膜酸洗水、氯氣干燥塔檢修排污、含氯淡鹽水檢修排污、次氯酸鈉裝置日常維護及檢修排污、鹽酸裝置檢修排污水等，其中以凱膜酸洗水最為常見。

在廢水處理中，為避免含氯廢水外排對周邊環境造成不良影響，氯堿廠常利用含氯廢水氧化性強的特點，設置氧化還原電位(ORP)檢測回路對含氯廢水進行檢測，在廢水ORP高時控制加入適量還原劑如亞硫酸鈉進行調節處理。

2 亞硫酸鈉在氯堿廠的應用

在電解生產流程中，亞硫酸鈉作為常見還原劑輔料常用于生產環節中去除加酸、加次氯酸鈉調節后的游離氯。以萬華氯堿為例，50萬t/a燒堿的電解流程中，亞硫酸鈉作為還原劑在多裝置中均有運用：一次鹽水陶瓷膜160 L/h、有機膜出口130 L/h、鹽水回用氧化罐出口300 L/h、淡鹽水脫氯后260 L/h及除硝裝置70 L/h等，正常生產中多個裝置有超過1 000 L/h加入；另外，常見水處理如中水回用等常需加入次氯酸鈉溶液進行消毒殺菌，需亞硫酸鈉進行ORP調節，避免強氧化性次氯酸鈉損害膜組件。

在含氯廢水處理中，使用亞硫酸鈉進行處理一方面，因其方便易得且還原廢水中的氧化性物質效率高；另一方面亞硫酸鈉作為強堿弱酸鹽也可作為緩沖劑利于廢水pH值調節。

3 亞硫酸鈉在廢水處理中的弊端

前面講到為檢測廢水中氧化氯的含量，常用氧化還原電位(ORP)進行監測。反應體系的 ORP 值不僅與氧化性物質和還原性物質的性質、濃度有關，與反應體系的酸度及副反應等情況也有關系。如某環保公司進行的試驗結果顯示：隨著pH值的降低，反應體系中ORP含量顯著提高，詳見圖1。

圖1 pH值與ORP對應關系Fig.1 Relationship between pH and ORP

由于廢水處理控制中亞硫酸鈉加入量由廢水監測ORP實時數據進行調控，低pH值環境中亞硫酸鈉由于ORP升高必然加入過量，而過量的亞硫酸鈉因其還原性將引起廢水環保控制指標COD的增加甚至超標。化學需氧量(COD)是評價水體污染物的重要指標之一，為水質檢測分析中最常規的檢測項目。 廢水 COD 超標排放會對水體造成污染，破壞環境水質，造成水體缺氧，危及水體中生物的生存，嚴重情況下甚至會破壞周邊環境的生態平衡，需要嚴格監控。

表1是寧波萬華分析室聯合環保第三方公司進行的不同亞硫酸鈉濃度下廢水COD含量。

表1 不同亞硫酸鈉濃度下廢水COD含量Table 1 COD content of wastewater in the case of different concentration of sodium sulfite

由表1可知：過量的還原性亞硫酸鈉加入將造成正常廢水中COD含量增加甚至超標(COD環保指標為60 mg/L)。亞硫酸鈉加入過少會導致含氯廢水外排，亞硫酸鈉含量過高將導致COD含量升高，因此亞硫酸鈉的加入量控制在廢水處理中就顯得尤為重要。

4 亞硫酸鈉調節

由圖1可知：中性分析環境中ORP數值在200 mV左右。為減少廢水酸堿度造成的ORP檢測數值偏差，應將ORP監測回路設置于廢水處理加酸堿混合之后，令其在中性環境中檢測，并將控制目標值設定在200 mV控制亞硫酸鈉加入。若是酸堿濃度較大難以中和的廢水，應在送至三廢處理前進行含氯分析并根據分析結果提前加入亞硫酸鈉混合除去大部分氧化氯，在三廢處理時根據酸堿性適當上調或下調ORP設定值以調節亞硫酸鈉加入量。

5 結語

亞硫酸鈉作為還原劑常用于去除廢水中次氯酸根等氧化性物質，但因其還原性較強，亞硫酸鈉加入過量將引起化學需氧量COD的升高。氯堿廠常用氧化還原電位ORP進行氧化性物質檢測并控制亞硫酸鈉加入量，為避免極端pH對ORP造成的干擾，應將ORP監測回路設置在中性廢水路徑上，且酸堿濃度高的廢水送往三廢處理前應提前加入亞硫酸鈉，并在三廢處理時調節亞硫酸鈉加入量避免過量。